JPH06318820A - Control circuit for temperature versus frequency characteristic for digital control temperature compensation crystal oscillator - Google Patents
Control circuit for temperature versus frequency characteristic for digital control temperature compensation crystal oscillatorInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、水晶発振器の周囲温度
に対する発振周波数の特性をデジタル制御で補正するデ
ジタル制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性を
制御する回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a circuit for controlling the temperature-frequency characteristics of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator in which the characteristics of the oscillation frequency with respect to the ambient temperature of the crystal oscillator are corrected by digital control.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図６は、従来のデジタル制御温度補償型
水晶発振器（デジタルＴＣＸＯ）を示す回路図である。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator (digital TCXO).
【０００３】この従来例は、水晶発振子５１と発振器５
０と周波数特性の制御回路４とで構成され、周波数特性
の制御回路４は、水晶振動子５１の周囲温度に応じたア
ナログ電圧（補正電圧）をバリキャップ・ダイオードＶ
Ｃに印加することによってバリキャップ・ダイオードＶ
Ｃの容量を変化させ、この容量変化に伴って発振周波数
を制御するものである。In this conventional example, a crystal oscillator 51 and an oscillator 5 are used.
0 and the frequency characteristic control circuit 4, and the frequency characteristic control circuit 4 applies an analog voltage (correction voltage) corresponding to the ambient temperature of the crystal unit 51 to the varicap diode V.
By applying to C, the varicap diode V
The capacitance of C is changed, and the oscillation frequency is controlled in accordance with this change in capacitance.
【０００４】つまり、周波数特性の制御回路４は、水晶
振動子の温度対発振周波数の特性を補正する補正データ
をメモリ３０に予め格納し、水晶振動子５１の周囲温度
を温度検出部１０で検出し、この検出された温度データ
をＡ／Ｄ変換部２０でデジタル信号に変換し、このデジ
タルデータをアドレス信号としてメモリ３０から補正デ
ータを読み出し、この読み出された補正データがＤ／Ａ
変換部４０によってアナログ電圧に変換され、このアナ
ログ電圧をバリキャップ・ダイオードＶＣに印加するこ
とによってバリキャップ・ダイオードＶＣの容量を変化
させ、この容量変化に伴って発振周波数を制御するもの
である。このデジタル制御温度補償型水晶発振器の周波
数安定度は、他の発振器と比較すると非常に高い。That is, the frequency characteristic control circuit 4 previously stores correction data for correcting the temperature-oscillation frequency characteristic of the crystal unit in the memory 30, and the ambient temperature of the crystal unit 51 is detected by the temperature detection unit 10. Then, the detected temperature data is converted into a digital signal by the A / D conversion unit 20, the correction data is read from the memory 30 using the digital data as an address signal, and the read correction data is D / A.
It is converted into an analog voltage by the converter 40, and the capacitance of the varicap diode VC is changed by applying this analog voltage to the varicap diode VC, and the oscillation frequency is controlled according to this capacitance change. The frequency stability of this digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator is very high compared to other oscillators.
【０００５】図７は、マイクロコンピュータ（マイコ
ン）ＭＣを使用して、図６に示す従来例を回路構成した
場合の周波数特性の制御回路５を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a frequency characteristic control circuit 5 in the case where the conventional example shown in FIG. 6 is circuit-configured using a microcomputer MC.
【０００６】この周波数特性の制御回路５において、Ａ
／Ｄ変換部とメモリアクセス機能とはマイコンＭＣに内
蔵され、Ａ／Ｄ変換部が出力するデジタル値がメモリア
クセスのアドレス情報となり、このアドレス情報に基づ
いてマイコンＭＣがメモリ３０から補正データを読み出
す。In the control circuit 5 of this frequency characteristic, A
The / D conversion unit and the memory access function are built in the microcomputer MC, and the digital value output from the A / D conversion unit becomes the memory access address information, and the microcomputer MC reads the correction data from the memory 30 based on this address information. .
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図８（１）の実線は、
デジタル温度補償を行わない状態における水晶発振器の
温度対周波数特性の一例を示すものであり、この周波数
特性を有する水晶発振器にデジタル温度補償を行った状
態における温度対周波数特性の例を図８（２）に実線で
示してある。なお、デジタル温度補償における温度検出
分解能は実際には０．５〜１℃程度であるが、図８
（２）においては、図を見やすくするために、温度検出
分解能を１０℃としてある。The solid line in FIG. 8 (1) is
FIG. 8 shows an example of temperature-frequency characteristics of a crystal oscillator without digital temperature compensation. An example of temperature-frequency characteristics when a crystal oscillator having this frequency characteristic is subjected to digital temperature compensation is shown in FIG. ) Is indicated by a solid line. Although the temperature detection resolution in digital temperature compensation is actually about 0.5 to 1 ° C., FIG.
In (2), the temperature detection resolution is set to 10 ° C. to make the diagram easy to see.
【０００８】図８（２）の実線からわかるように、デジ
タル温度補償後の動作温度領域における周波数変化量
は、デジタル温度補償前の温度対周波数特性の傾きに大
きく依存している。As can be seen from the solid line in FIG. 8 (2), the amount of frequency change in the operating temperature region after digital temperature compensation largely depends on the slope of the temperature-frequency characteristic before digital temperature compensation.
【０００９】図８（２）の実線で示す特性の周波数変化
量を小さくする第１の方法は、特性の傾きが大きい温度
領域において温度検出分解能を高くすることであるが、
図６に示すサーミスタＴＨと抵抗Ｒ１とを使用した温度
検出回路１０では、温度検出分解能を高くすることに限
界がある。A first method for reducing the frequency change amount of the characteristic indicated by the solid line in FIG. 8B is to increase the temperature detection resolution in the temperature region where the characteristic slope is large.
In the temperature detection circuit 10 using the thermistor TH and the resistor R1 shown in FIG. 6, there is a limit in increasing the temperature detection resolution.
【００１０】図８（２）の実線で示す特性の周波数変化
量を小さくする第２の方法は、デジタル温度補償前の温
度対周波数特性の傾き（周波数変化率）を小さくするこ
とである。ここで、図８（１）に破線で示される温度対
周波数特性を有する水晶発振器にデジタル温度補償を行
うと、図８（２）に破線で示す温度対周波数特性を実現
でき、この破線で示す特性は、実線で示す特性よりも動
作温度領域における周波数変化量が小さい。つまり、デ
ジタル温度補償前の温度対周波数特性の傾きを小さくす
れば、図８（２）の実線で示す特性の周波数変化量を小
さくすることができる。A second method for reducing the frequency change amount of the characteristic indicated by the solid line in FIG. 8B is to reduce the slope of the temperature-frequency characteristic (frequency change rate) before digital temperature compensation. Here, by performing digital temperature compensation on the crystal oscillator having the temperature-frequency characteristic shown by the broken line in FIG. 8 (1), the temperature-frequency characteristic shown by the broken line in FIG. 8 (2) can be realized. The characteristic has a smaller frequency change amount in the operating temperature region than the characteristic indicated by the solid line. That is, if the slope of the temperature-frequency characteristic before digital temperature compensation is reduced, the frequency change amount of the characteristic indicated by the solid line in FIG. 8B can be reduced.
【００１１】ところで、デジタル温度補償前の温度対周
波数特性を、図８（１）に実線で示すものから図８
（１）に破線で示すものに変更するには、水晶振動子の
カット角度を変更する必要がある。By the way, the temperature-frequency characteristics before digital temperature compensation are shown in FIG.
To change to the one shown by the broken line in (1), it is necessary to change the cut angle of the crystal unit.
【００１２】しかし、一般に、図８（１）に実線で示す
特性に比べて図８（１）に破線で示す特性が動作温度領
域における周波数変化量が小さいために、水晶振動子の
コストが高くなるという問題がある。また、カット角度
を変更した水晶振動子を製作するには、水晶振動子メー
カーに特別注文をする必要があり、その注文から完成ま
でに比較的長期間（１．５〜２ケ月）を必要とするとい
う問題がある。However, in general, the characteristic shown by the broken line in FIG. 8 (1) has a small frequency change amount in the operating temperature region as compared with the characteristic shown by the solid line in FIG. 8 (1), so that the cost of the crystal oscillator is high. There is a problem of becoming. In addition, in order to manufacture a crystal unit with a different cutting angle, it is necessary to place a special order with the crystal unit manufacturer, and it takes a relatively long period (1.5 to 2 months) from the order to the completion. There is a problem of doing.
【００１３】本発明は、図８（１）に実線で示すような
温度対周波数特性を有する水晶振動子を使用しながら、
図８（１）に破線で示すような温度対周波数特性を実現
し、結果として、デジタル温度補償を行った後の周波数
変化量が小さくなるデジタル温度補償型水晶発振器を提
供することを目的とするものである。また、温度対周波
数特性の変更に関して、変更の度合いを任意に設定でき
るデジタル温度補償型水晶発振器を提供することを目的
とするものである。The present invention uses a crystal unit having a temperature-frequency characteristic as shown by the solid line in FIG.
An object of the present invention is to provide a digital temperature-compensated crystal oscillator that realizes the temperature-frequency characteristics as shown by the broken line in FIG. 8 (1) and, as a result, reduces the amount of frequency change after digital temperature compensation. It is a thing. Another object of the present invention is to provide a digital temperature-compensated crystal oscillator in which the degree of change in temperature-frequency characteristics can be arbitrarily set.
【００１４】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明は、デジタル温度
補償を行う前の水晶発振器の温度特性を、水晶振動子の
カット角度を変更せずに変更・制御するために、水晶振
動子の周囲温度に対応して容量が変化する回路を水晶発
振器に予め付加し、この発振器に対してデジタル温度補
償を行うものである。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, in order to change and control the temperature characteristic of a crystal oscillator before performing digital temperature compensation without changing the cut angle of the crystal oscillator, the temperature around the crystal oscillator is controlled. A circuit whose capacitance changes according to temperature is added to a crystal oscillator in advance and digital temperature compensation is performed on this oscillator.
【００１５】[0015]
【作用】本発明は、水晶振動子の周囲温度に対応して容
量が変化する回路を水晶発振器に予め付加し、この発振
器に対してデジタル温度補償を行うので、サーミスタ、
抵抗の値によって特性の変更・制御の度合いを任意に設
定でき、さらに、この水晶発振器にデジタル温度補償を
施したときに、特性の変更・制御を行わない場合と比べ
て動作温度領域における周波数変化量を小さくすること
ができる。According to the present invention, a circuit whose capacitance changes according to the ambient temperature of the crystal unit is added to the crystal oscillator in advance and digital temperature compensation is performed on this oscillator. Therefore, the thermistor,
The degree of characteristic change / control can be set arbitrarily by the resistance value.Furthermore, when digital temperature compensation is applied to this crystal oscillator, the frequency change in the operating temperature range is higher than when the characteristic change / control is not performed. The amount can be reduced.
【００１６】[0016]
【実施例】図１は、本発明の一実施例であるデジタル制
御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の制御回路
１を示す回路図である。1 is a circuit diagram showing a control circuit 1 for temperature-frequency characteristics of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator according to an embodiment of the present invention.
【００１７】この実施例において、第１の温度検出部１
１は、水晶振動子５１の近傍に設置されたサーミスタＴ
Ｈ１と抵抗Ｒ１との直列回路で構成され、抵抗Ｒ１の一
端が電源Ｖccに接続され、抵抗Ｒ１の他端がサーミスタ
ＴＨ１に接続され、抵抗Ｒ１とサーミスタＴＨ１との接
続点が第１の温度検出部１１の出力端子になる。Ａ／Ｄ
変換部２０は、第１の温度検出部１１が出力するアナロ
グデータをデジタルデータに変換し、このデジタルデー
タをアドレス信号として、メモリ３０に供給するもので
ある。メモリ３０には、温度変化に対する水晶振動子５
１の発振周波数の特性を補正する補正データが格納され
ている。In this embodiment, the first temperature detector 1
1 is a thermistor T installed near the crystal unit 51
It is composed of a series circuit of H1 and a resistor R1, one end of the resistor R1 is connected to the power supply Vcc , the other end of the resistor R1 is connected to the thermistor TH1, and the connection point between the resistor R1 and the thermistor TH1 is the first temperature. It serves as an output terminal of the detection unit 11. A / D
The conversion unit 20 converts the analog data output from the first temperature detection unit 11 into digital data and supplies the digital data to the memory 30 as an address signal. The memory 30 has a crystal unit 5 for temperature changes.
The correction data for correcting the characteristic of the oscillation frequency of 1 is stored.
【００１８】Ｄ／Ａ変換部４０は、メモリ３０の出力デ
ータをアナログ電圧（第１のアナログ電圧）に変換する
ものであり、第１のバリキャップ・ダイオードＶＣ１の
カソード端子に印加され、コンデンサＣ１を介して発振
器５０に接続され、バリキャップ・ダイオードＶＣ１の
アノード端子はアースされている。The D / A converter 40 converts the output data of the memory 30 into an analog voltage (first analog voltage), which is applied to the cathode terminal of the first varicap diode VC1 and the capacitor C1. Is connected to the oscillator 50 through the. The anode terminal of the varicap diode VC1 is grounded.
【００１９】第２の温度検出部１２は、温度検出部１１
と同様のものであり、水晶振動子５１の近傍に設置され
たサーミスタＴＨ２と抵抗Ｒ４、Ｒ５との直列回路で構
成され、抵抗Ｒ４の一端が電源Ｖccに接続され、抵抗Ｒ
４の他端がサーミスタＴＨ２の一端に接続され、サーミ
スタＴＨ２の他端が抵抗Ｒ５を介してアースに接続さ
れ、抵抗Ｒ４とサーミスタＴＨ２との接続点が第２の温
度検出部１２の出力端子であり、この出力端子から第２
のアナログ電圧が出力される。温度検出部１２の出力端
子は、第２のバリキャップ・ダイオードＶＣ２のカソー
ド端子に接続されるとともに、コンデンサＣ２を介して
発振器５０に接続されている。バリキャップ・ダイオー
ドＶＣ２のアノード端子はアースされている。The second temperature detecting section 12 is the temperature detecting section 11
And is composed of a series circuit of a thermistor TH2 and resistors R4 and R5 installed in the vicinity of the crystal unit 51, one end of the resistor R4 is connected to the power source Vcc , and the resistor R4 is connected.
The other end of 4 is connected to one end of the thermistor TH2, the other end of the thermistor TH2 is connected to the ground via the resistor R5, and the connection point between the resistor R4 and the thermistor TH2 is the output terminal of the second temperature detection unit 12. Yes, from this output terminal to the second
The analog voltage of is output. The output terminal of the temperature detection unit 12 is connected to the cathode terminal of the second varicap diode VC2, and is also connected to the oscillator 50 via the capacitor C2. The anode terminal of the varicap diode VC2 is grounded.
【００２０】第２の温度検出部１２は、水晶振動子の周
囲温度に応じた第２のアナログ電圧を発生する電圧発生
手段の例であり、バリキャップ・ダイオードＶＣ２は、
第２のアナログ電圧によって容量が変化する第２のバリ
キャップ・ダイオードの例であり、第１のバリキャップ
・ダイオードＶＣ１の容量変化と第２のバリキャップ・
ダイオードＶＣ２の容量変化とに応じて、発振器５０の
発振周波数が制御される。The second temperature detector 12 is an example of voltage generating means for generating a second analog voltage according to the ambient temperature of the crystal unit, and the varicap diode VC2 is
It is an example of the 2nd varicap diode whose capacity changes with the 2nd analog voltage, and changes the capacity of the 1st varicap diode VC1 and the 2nd varicap diode.
The oscillation frequency of the oscillator 50 is controlled according to the capacitance change of the diode VC2.
【００２１】次に、上記実施例の動作について説明す
る。Next, the operation of the above embodiment will be described.
【００２２】図２は、上記実施例において、第２の温度
検出部１２とバリキャップ・ダイオードＶＣ２とコンデ
ンサＣ２と発振器５０と発振子５１とを抜き出した回路
図である。FIG. 2 is a circuit diagram in which the second temperature detector 12, the varicap diode VC2, the capacitor C2, the oscillator 50, and the oscillator 51 are extracted from the above embodiment.
【００２３】図２に示す回路において、第２の温度検出
部１２を構成する抵抗Ｒ４、Ｒ５、サーミスタＴＨ２の
定数を適当に選択すれば、デジタル制御温度補償前にお
ける温度対周波数特性が良好ではない（図８（１）に実
線で示す特性が良好でない）水晶発振子を使用した場
合、デジタル制御温度補償前における温度対周波数特性
が優れた特性（図８（１）に破線で示す特性）を得るこ
とができる。これは、次の理由による。In the circuit shown in FIG. 2, if the constants of the resistors R4, R5 and the thermistor TH2 forming the second temperature detecting section 12 are appropriately selected, the temperature-frequency characteristic before the digital control temperature compensation is not good. When a crystal oscillator is used (the characteristic shown by the solid line in FIG. 8 (1) is not good), the characteristic that the temperature-frequency characteristic before the digital control temperature compensation is excellent (the characteristic shown by the broken line in FIG. 8 (1)) is obtained. Obtainable. This is for the following reason.
【００２４】発振子５１の周囲温度に対するサーミスタ
ＴＨ２の抵抗値変化を図３（１）に示してあるが、周囲
温度が上昇するに従ってサーミスタＴＨ２の抵抗値が低
下し、第２のアナログ電圧（図３（２）に示してある）
は、図３（１）のカーブと同じ傾向を示し、周囲温度が
上昇するに従ってバリキャップ・ダイオードＶＣ２のカ
ソード電圧が低下する。したがって、第２の温度検出部
１２は、周囲温度が上昇するに従って、バリキャップ・
ダイオードＶＣ２の両端電圧を低くする方向に作用し、
これはバリキャップ・ダイオードＶＣ２による容量を大
きくする方向に作用し、発振器５０の発振周波数を低く
する方向に作用する。The change in resistance value of the thermistor TH2 with respect to the ambient temperature of the oscillator 51 is shown in FIG. 3 (1). As the ambient temperature rises, the resistance value of the thermistor TH2 decreases and the second analog voltage (see FIG. 3 (2)
Shows the same tendency as the curve of FIG. 3A, and the cathode voltage of the varicap diode VC2 decreases as the ambient temperature rises. Therefore, the second temperature detection unit 12 is configured so that the varicap
It acts to lower the voltage across diode VC2,
This acts to increase the capacitance of the varicap diode VC2 and to reduce the oscillation frequency of the oscillator 50.
【００２５】このために、図２の回路を使用すれば、図
８（１）に実線で示す良好でない特性から、図８（１）
に破線で示す良好な特性に変更される。また、第２の温
度検出部１２におけるサーミスタＴＨ２の特性、抵抗Ｒ
４、Ｒ５の抵抗値を調整することによって、発振子の周
囲温度に対する第２のアナログ電圧の特性を調整でき
る。Therefore, if the circuit of FIG. 2 is used, the bad characteristics shown by the solid line in FIG.
The characteristics are changed to those shown by the broken line. Further, the characteristics of the thermistor TH2 and the resistance R in the second temperature detector 12
By adjusting the resistance values of R4 and R5, the characteristics of the second analog voltage with respect to the ambient temperature of the oscillator can be adjusted.
【００２６】上記実施例は、図２に示す回路と従来のデ
ジタル制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の
制御回路４とを合せたものであり、図２に示す回路は、
デジタル制御温度補償を行う前の温度に対する周波数変
化率を小さくするもの（デジタル制御温度補償を行う前
の温度対周波数特性の傾斜を緩やかにするもの）であ
り、周波数特性の制御回路４は、デジタル制御温度補償
を行って温度対周波数安定度を高くすることができ、し
たがって、上記実施例によれば、デジタル制御温度補償
を行う前の温度対周波数特性が良好ではない水晶発振子
を使用しても、温度対周波数特性が優れた特性を得るこ
とができる。しかも、第２の温度検出部１２におけるサ
ーミスタＴＨ２の特性、抵抗Ｒ４、Ｒ５の抵抗値を調整
することによって、発振子５１の周囲温度に対する第２
のアナログ電圧の特性を調整できるので、温度対周波数
特性を自由に調整することができる。The above embodiment is a combination of the circuit shown in FIG. 2 and the control circuit 4 for the temperature-frequency characteristics of the conventional digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator. The circuit shown in FIG.
It is a means for reducing the rate of frequency change with respect to the temperature before performing the digital control temperature compensation (a method for grading the slope of the temperature-frequency characteristic before performing the digital control temperature compensation). Controlled temperature compensation can be performed to increase temperature-frequency stability. Therefore, according to the above-described embodiment, a crystal oscillator having poor temperature-frequency characteristics before digitally controlled temperature compensation is used. Also, it is possible to obtain characteristics having excellent temperature-frequency characteristics. Moreover, by adjusting the characteristics of the thermistor TH2 and the resistance values of the resistors R4 and R5 in the second temperature detection unit 12, the second temperature relative to the ambient temperature of the oscillator 51 is adjusted.
Since the analog voltage characteristics of can be adjusted, the temperature-frequency characteristics can be adjusted freely.
【００２７】図４は、本発明の他の実施例であるデジタ
ル制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の制御
回路２を示す回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram showing a control circuit 2 for temperature-frequency characteristics of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator according to another embodiment of the present invention.
【００２８】この実施例において、第１の温度検出部１
１と、Ａ／Ｄ変換部２０と、メモリ３０と、Ｄ／Ａ変換
部４０と、第２の温度検出部１２とは、図１に示す制御
回路１と同じである。In this embodiment, the first temperature detector 1
1, the A / D converter 20, the memory 30, the D / A converter 40, and the second temperature detector 12 are the same as the control circuit 1 shown in FIG.
【００２９】Ｄ／Ａ変換部４０が出力するアナログ電圧
（第１のアナログ電圧）が抵抗Ｒ２を介してバリキャッ
プ・ダイオードＶＣのアノード端子に印加され、バリキ
ャップ・ダイオードＶＣのアノード端子はコンデンサＣ
２を介してアースされている。バリキャップ・ダイオー
ドＶＣのカソード端子は、発振器５０に接続されてい
る。また、第２の温度検出部１２の出力端子から第２の
アナログ電圧が出力され、温度検出部１２の出力端子は
バリキャップ・ダイオードＶＣのカソード端子に接続さ
れている。The analog voltage (first analog voltage) output from the D / A converter 40 is applied to the anode terminal of the varicap diode VC via the resistor R2, and the anode terminal of the varicap diode VC is the capacitor C.
It is grounded through 2. The cathode terminal of the varicap diode VC is connected to the oscillator 50. A second analog voltage is output from the output terminal of the second temperature detecting unit 12, and the output terminal of the temperature detecting unit 12 is connected to the cathode terminal of the varicap diode VC.
【００３０】第１の温度検出部１１とＡ／Ｄ変換部２０
とメモリ３０とＤ／Ａ変換部４０とは、第１のアナログ
電圧を発生する手段の例であり、第２の温度検出部１２
は、水晶振動子の周囲温度に応じた第２のアナログ電圧
を発生する電圧発生手段の例である。First temperature detector 11 and A / D converter 20
The memory 30 and the D / A conversion unit 40 are examples of means for generating the first analog voltage, and the second temperature detection unit 12
Is an example of voltage generating means for generating a second analog voltage according to the ambient temperature of the crystal unit.
【００３１】次に、制御回路４の動作について説明す
る。Next, the operation of the control circuit 4 will be described.
【００３２】まず、第２の温度検出部１２の出力電圧が
温度に関係なく一定であると仮定した場合は、図８に示
す制御回路６と同じ回路構成になり、デジタル制御温度
補償を行って温度対周波数安定度を非常に高くすること
ができる。ただし、この場合は、従来例の問題点で説明
したように、デジタル制御温度補償を行う前の温度対周
波数安定度が比較的低い水晶振動子を使用した場合に
は、温度対周波数安定度が高い発振器を実現することが
できない。First, assuming that the output voltage of the second temperature detecting section 12 is constant regardless of the temperature, the circuit configuration is the same as that of the control circuit 6 shown in FIG. 8, and digital control temperature compensation is performed. The temperature-frequency stability can be very high. However, in this case, as explained in the problem of the conventional example, when a crystal unit with relatively low temperature vs. frequency stability before digitally controlled temperature compensation is used, the temperature vs. frequency stability is A high oscillator cannot be realized.
【００３３】ところが、第２の温度検出部１２の出力電
圧は一定ではなく、温度に応じて変化し、図３（１）に
示してあるように、周囲温度が上昇するに従ってサーミ
スタＴＨ２の抵抗値が低下し、第２のアナログ電圧（図
３（２）に示してある）は、図３（１）のカーブと同じ
傾向を示し、周囲温度が上昇するに従ってバリキャップ
・ダイオードＶＣのカソード電圧が低下する。したがっ
て、第２の温度検出部１２は、周囲温度が上昇するに従
って、バリキャップ・ダイオードＶＣの両端電圧を低く
する方向に作用し、これはバリキャップ・ダイオードＶ
Ｃによる容量を大きくする方向に作用し、発振器５０の
発振周波数を低くする方向に作用する。However, the output voltage of the second temperature detector 12 is not constant but changes according to the temperature, and as shown in FIG. 3A, the resistance value of the thermistor TH2 increases as the ambient temperature rises. And the second analog voltage (shown in FIG. 3 (2)) exhibits the same trend as the curve in FIG. 3 (1), with the cathode voltage of the varicap diode VC increasing as the ambient temperature increases. descend. Therefore, the second temperature detection unit 12 acts in the direction of lowering the voltage across the varicap diode VC as the ambient temperature rises.
It acts in the direction of increasing the capacitance of C and in the direction of lowering the oscillation frequency of the oscillator 50.
【００３４】このために、第２の温度検出部１２の出力
端子をバリキャップ・ダイオードＶＣのカソード側端子
に接続すると、デジタル制御温度補償を行う前の温度対
周波数安定度が比較的低い水晶振動子を使用した場合で
も、温度対周波数安定度が高い発振器を実現することが
できる。また、第２の温度検出部１２におけるサーミス
タＴＨ２の特性、抵抗Ｒ４、Ｒ５の抵抗値を調整するこ
とによって、発振子の周囲温度に対する第２のアナログ
電圧の特性を調整でき、温度対発振周波数変化の特性を
自由に調整できる。For this reason, when the output terminal of the second temperature detecting section 12 is connected to the cathode side terminal of the varicap diode VC, the crystal vibration with relatively low temperature-frequency stability before digitally controlled temperature compensation is performed. Even when the child is used, an oscillator having high temperature-frequency stability can be realized. In addition, by adjusting the characteristics of the thermistor TH2 and the resistance values of the resistors R4 and R5 in the second temperature detection unit 12, the characteristics of the second analog voltage with respect to the ambient temperature of the oscillator can be adjusted, and the temperature vs. oscillation frequency change. The characteristics of can be adjusted freely.
【００３５】図５は、本発明の別の実施例であるデジタ
ル制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の制御
回路３を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a temperature-frequency characteristic control circuit 3 of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator according to another embodiment of the present invention.
【００３６】この制御回路３は、制御回路２における第
１のアナログ電圧をバリキャップ・ダイオードＶＣのカ
ソード端子に印加し、第２のアナログ電圧をバリキャッ
プ・ダイオードＶＣのアノード端子に印加したものであ
る。The control circuit 3 applies the first analog voltage in the control circuit 2 to the cathode terminal of the varicap diode VC and applies the second analog voltage to the anode terminal of the varicap diode VC. is there.
【００３７】制御回路３において、第１の温度検出部１
１〜Ｄ／Ａ変換部４０は、制御回路２の場合と同じであ
り、Ｄ／Ａ変換部４０の出力端子が抵抗Ｒ２を介してバ
リキャップ・ダイオードＶＣのカソード端子に接続され
ている。バリキャップ・ダイオードＶＣのカソード端子
は、発振器５０に接続されている。また、第２の温度検
出部１３は、水晶振動子５１の近傍に設置されたサーミ
スタＴＨ３と抵抗Ｒ６、Ｒ７との直列回路で構成され、
抵抗Ｒ６の一端が電源Ｖccに接続され、抵抗Ｒ６の他端
がサーミスタＴＨ３の一端に接続され、サーミスタＴＨ
３の他端が抵抗Ｒ７を介してアースに接続され、サーミ
スタＴＨ３と抵抗Ｒ７との接続点が第２のアナログ電圧
を出力する第２の温度検出部１３の出力端子になる。第
２の温度検出部１３の出力端子は、バリキャップ・ダイ
オードＶＣのアノード端子に接続され、このアノード端
子はコンデンサＣ２を介してアースに接続されている。In the control circuit 3, the first temperature detector 1
The 1-D / A conversion unit 40 is the same as that of the control circuit 2, and the output terminal of the D / A conversion unit 40 is connected to the cathode terminal of the varicap diode VC via the resistor R2. The cathode terminal of the varicap diode VC is connected to the oscillator 50. The second temperature detector 13 is composed of a series circuit of a thermistor TH3 and resistors R6 and R7 installed near the crystal oscillator 51,
One end of the resistor R6 is connected to the power supply Vcc , the other end of the resistor R6 is connected to one end of the thermistor TH3, and the thermistor TH
The other end of 3 is connected to the ground via a resistor R7, and the connection point between the thermistor TH3 and the resistor R7 serves as the output terminal of the second temperature detection unit 13 that outputs the second analog voltage. The output terminal of the second temperature detector 13 is connected to the anode terminal of the varicap diode VC, and this anode terminal is connected to the ground via the capacitor C2.
【００３８】次に、制御回路３の動作について説明す
る。Next, the operation of the control circuit 3 will be described.
【００３９】周囲温度が上昇するに従ってサーミスタＴ
Ｈ３の抵抗値が低下し、第２のアナログ電圧は、図３
（２）のカーブの上下が逆である傾向（温度が高くなる
にしたがって単調増加する傾向）を示し、周囲温度が上
昇するに従ってバリキャップ・ダイオードＶＣのアノー
ド電圧が上昇する。したがって、第２の温度検出部１３
は、周囲温度が上昇するに従って、バリキャップ・ダイ
オードＶＣの両端電圧を低くする方向に作用し、これは
バリキャップ・ダイオードＶＣによる容量を大きくする
方向に作用し、発振器５０の発振周波数を低くする方向
に作用する。As the ambient temperature rises, the thermistor T
The resistance value of H3 decreases and the second analog voltage is
The curve of (2) has an upside-down tendency (a tendency of monotonically increasing as the temperature rises), and the anode voltage of the varicap diode VC rises as the ambient temperature rises. Therefore, the second temperature detector 13
Acts to lower the voltage across the varicap diode VC as the ambient temperature rises, which acts to increase the capacitance of the varicap diode VC and lowers the oscillation frequency of the oscillator 50. Acts in the direction.
【００４０】このために、第２の温度検出部１３の出力
端子をバリキャップ・ダイオードＶＣのアノード側端子
に接続すると、デジタル制御温度補償を行う前の温度対
周波数安定度が比較的低い水晶振動子を使用した場合で
も、温度対周波数安定度が高い発振器を実現することが
できる。また、第２の温度検出部１３におけるサーミス
タＴＨ３の特性、抵抗Ｒ６、Ｒ７の抵抗値を調整するこ
とによって、発振子の周囲温度に対する第２のアナログ
電圧の特性を調整でき、温度対発振周波数変化の特性を
自由に調整できる。For this reason, when the output terminal of the second temperature detecting section 13 is connected to the anode side terminal of the varicap diode VC, the crystal vibration with relatively low temperature-frequency stability before digital control temperature compensation is performed. Even when the child is used, an oscillator having high temperature-frequency stability can be realized. In addition, by adjusting the characteristics of the thermistor TH3 and the resistance values of the resistors R6 and R7 in the second temperature detection unit 13, the characteristics of the second analog voltage with respect to the ambient temperature of the oscillator can be adjusted, and the temperature vs. oscillation frequency change. The characteristics of can be adjusted freely.
【００４１】なお、上記実施例において、サーミスタＴ
Ｈ１、ＴＨ２、ＴＨ３を使用する代わりに、正の抵抗温
度係数を有する温度検出素子を使用して温度検出部を構
成するようにしてもよい。In the above embodiment, the thermistor T
Instead of using H1, TH2, and TH3, a temperature detecting element having a positive temperature coefficient of resistance may be used to configure the temperature detecting section.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、デジタル制御温度補償
型水晶発振器において、デジタル制御温度補償を行う前
の温度対周波数安定度が低い水晶振動子を使用しても、
温度対周波数安定度が高い発振器を実現することがで
き、しかも、温度対発振周波数変化の特性を自由に調整
できるという効果を奏する。According to the present invention, in a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator, even if a crystal oscillator with low temperature-frequency stability before digitally controlled temperature compensation is used,
It is possible to realize an oscillator having high temperature-frequency stability, and moreover, it is possible to freely adjust the characteristics of temperature-oscillation frequency change.
【図１】本発明の一実施例であるデジタル制御温度補償
型水晶発振器の温度対周波数特性の制御回路１を示す図
である。FIG. 1 is a diagram showing a temperature-frequency characteristic control circuit 1 of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator according to an embodiment of the present invention.
【図２】上記実施例の動作を説明する回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram illustrating the operation of the above embodiment.
【図３】上記実施例において、温度に対するサーミスタ
の抵抗値の変化と、温度に対する第２のアナログ電圧の
変化とを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing changes in the resistance value of the thermistor with respect to temperature and changes in the second analog voltage with respect to temperature in the above embodiment.
【図４】本発明の他の実施例であるデジタル制御温度補
償型水晶発振器の温度対周波数特性の制御回路２を示す
図である。FIG. 4 is a diagram showing a temperature-frequency characteristic control circuit 2 of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator according to another embodiment of the present invention.
【図５】本発明の別の実施例であるデジタル制御温度補
償型水晶発振器の温度対周波数特性の制御回路３を示す
図である。FIG. 5 is a diagram showing a temperature-frequency characteristic control circuit 3 of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator according to another embodiment of the present invention.
【図６】従来の制御回路４を示す回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram showing a conventional control circuit 4.
【図７】マイクロコンピュータＭＣを使用して、図６に
示す従来例を回路構成した場合のデジタル制御温度補償
型水晶発振器ＯＳＣ２を示す図である。7 is a diagram showing a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator OSC2 when the conventional example shown in FIG. 6 is circuit-configured using a microcomputer MC.
【図８】カット角度等が異なる水晶振動子を使用した場
合おいて、デジタル制御温度補償を行う前の温度対周波
数特性と、デジタル制御温度補償を行った後の温度対周
波数特性とを示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a temperature-frequency characteristic before performing digital control temperature compensation and a temperature-frequency characteristic after performing digital control temperature compensation when a crystal unit having a different cut angle or the like is used. Is.
１〜６…デジタル制御温度補償型水晶発振器の温度対周
波数特性の制御回路、 １１…第１の温度検出部、 ２０…Ａ／Ｄ変換部、 ３０…メモリ、 ４０…Ｄ／Ａ変換部、 ５０…発振器、 ５１…水晶振動子、 １２、１３…第２の温度検出部、 ＶＣ、ＶＣ１、ＶＣ２…バリキャップ・ダイオード、 ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３…サーミスタ。1 to 6 ... Control circuit for temperature-frequency characteristics of digital control temperature-compensated crystal oscillator, 11 ... First temperature detection unit, 20 ... A / D conversion unit, 30 ... Memory, 40 ... D / A conversion unit, 50 ... Oscillator, 51 ... Crystal oscillator, 12, 13 ... Second temperature detection part, VC, VC1, VC2 ... Varicap diode, TH1, TH2, TH3 ... Thermistor.
Claims (3)
補正する補正データをメモリに格納し、上記水晶振動子
の周囲温度に応じて上記メモリから上記補正データを読
み出し、この読み出された補正データがアナログ信号に
変換された第１のアナログ電圧を第１のバリキャップ・
ダイオードに印加し、この第１のバリキャップ・ダイオ
ードの容量変化に応じて発振周波数を制御するデジタル
制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の制御回
路において、 上記水晶振動子の周囲温度に応じた第２のアナログ電圧
を発生する電圧発生手段と、上記第２のアナログ電圧に
よって容量が変化する第２のバリキャップ・ダイオード
とを設け、上記第１のバリキャップ・ダイオードの容量
変化と上記第２のバリキャップ・ダイオードの容量変化
とに応じて発振周波数を制御することを特徴とするデジ
タル制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の制
御回路。1. Correction data for correcting the temperature-oscillation frequency characteristics of a crystal unit are stored in a memory, the correction data is read from the memory according to the ambient temperature of the crystal unit, and the read data is read. The first analog voltage obtained by converting the correction data into the analog signal is converted into the first analog voltage.
A control circuit for temperature-frequency characteristics of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator, which controls the oscillation frequency according to the capacitance change of the first varicap diode, according to the ambient temperature of the crystal oscillator. A voltage generating means for generating a second analog voltage and a second varicap diode whose capacitance is changed by the second analog voltage are provided, and the capacitance change of the first varicap diode and the second varicap diode are provided. 2. A control circuit for temperature-frequency characteristics of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator, which controls the oscillation frequency according to the capacitance change of the varicap diode of 2.
補正する補正データをメモリに格納し、上記水晶振動子
の周囲温度に応じて上記メモリから上記補正データを読
み出し、この読み出された補正データがアナログ信号に
変換された第１のアナログ電圧をバリキャップ・ダイオ
ードに印加し、このバリキャップ・ダイオードの容量変
化に応じて発振周波数を制御するデジタル制御温度補償
型水晶発振器の温度対周波数特性の制御回路において、 上記水晶振動子の周囲温度に応じた第２のアナログ電圧
を発生する電圧発生手段を設け、上記第１のアナログ電
圧を上記バリキャップ・ダイオードのカソード端子に印
加し、上記第２のアナログ電圧を上記バリキャップ・ダ
イオードのアノード端子に印加することを特徴とするデ
ジタル制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の
制御回路。2. The correction data for correcting the temperature-oscillation frequency characteristic of the crystal unit is stored in a memory, the correction data is read from the memory according to the ambient temperature of the crystal unit, and the read data is read. Temperature vs. frequency of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator that applies a first analog voltage whose correction data is converted to an analog signal to a varicap diode and controls the oscillation frequency according to the capacitance change of this varicap diode. In the characteristic control circuit, voltage generating means for generating a second analog voltage according to the ambient temperature of the crystal unit is provided, and the first analog voltage is applied to the cathode terminal of the varicap diode. Digitally controlled temperature compensation, characterized in that a second analog voltage is applied to the anode terminal of the varicap diode. Control circuit of the temperature-versus-frequency characteristic of the type crystal oscillator.
補正する補正データをメモリに格納し、上記水晶振動子
の周囲温度に応じて上記メモリから上記補正データを読
み出し、この読み出された補正データがアナログ信号に
変換された第１のアナログ電圧をバリキャップ・ダイオ
ードに印加し、このバリキャップ・ダイオードの容量変
化に応じて発振周波数を制御するデジタル制御温度補償
型水晶発振器の温度対周波数特性の制御回路において、 上記水晶振動子の周囲温度に応じた第２のアナログ電圧
を発生する電圧発生手段を設け、上記第１のアナログ電
圧を上記バリキャップ・ダイオードのアノード端子に印
加し、上記第２のアナログ電圧を上記バリキャップ・ダ
イオードのカソード端子に印加することを特徴とするデ
ジタル制御温度補償型水晶発振器の温度対周波数特性の
制御回路。3. Correction data for correcting the temperature-oscillation frequency characteristics of the crystal unit are stored in a memory, the correction data is read from the memory according to the ambient temperature of the crystal unit, and the read data is read. Temperature vs. frequency of a digitally controlled temperature-compensated crystal oscillator that applies a first analog voltage whose correction data is converted to an analog signal to a varicap diode and controls the oscillation frequency according to the capacitance change of this varicap diode. In the characteristic control circuit, voltage generating means for generating a second analog voltage according to the ambient temperature of the crystal unit is provided, and the first analog voltage is applied to the anode terminal of the varicap diode. Digitally controlled temperature compensation, characterized in that a second analog voltage is applied to the cathode terminal of the varicap diode. Control circuit of the temperature-versus-frequency characteristic of the type crystal oscillator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13270393A JPH06318820A (en) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | Control circuit for temperature versus frequency characteristic for digital control temperature compensation crystal oscillator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13270393A JPH06318820A (en) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | Control circuit for temperature versus frequency characteristic for digital control temperature compensation crystal oscillator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06318820A true JPH06318820A (en) | 1994-11-15 |
Family
ID=15087588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13270393A Withdrawn JPH06318820A (en) | 1993-05-10 | 1993-05-10 | Control circuit for temperature versus frequency characteristic for digital control temperature compensation crystal oscillator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06318820A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990003054A1 (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-22 | Fujitsu Limited | Wavelength stabilized source of light |
| WO2006046572A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Epson Toyocom Corporation | Temperature compensation type piezoelectric oscillator |
| US9350291B2 (en) | 2013-12-25 | 2016-05-24 | Seiko Epson Corporation | Oscillation circuit, oscillator, electronic apparatus, and moving object |
-
1993
- 1993-05-10 JP JP13270393A patent/JPH06318820A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1990003054A1 (en) * | 1988-09-05 | 1990-03-22 | Fujitsu Limited | Wavelength stabilized source of light |
| WO2006046572A1 (en) * | 2004-10-26 | 2006-05-04 | Epson Toyocom Corporation | Temperature compensation type piezoelectric oscillator |
| US9350291B2 (en) | 2013-12-25 | 2016-05-24 | Seiko Epson Corporation | Oscillation circuit, oscillator, electronic apparatus, and moving object |
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